JP5708566B2 - Electromagnetic coupling - Google Patents
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Description
本発明は、駆動軸から従動軸に回転を伝達する、電磁カップリングに関する。 The present invention relates to an electromagnetic coupling that transmits rotation from a drive shaft to a driven shaft.
駆動軸から従動軸に回転を伝達するカップリング(軸継手)として、電磁的な作用により駆動軸から従動軸に回転を伝達する、電磁カップリングが知られている。 As a coupling (shaft coupling) that transmits rotation from a drive shaft to a driven shaft, an electromagnetic coupling that transmits rotation from the drive shaft to the driven shaft by electromagnetic action is known.
例えば特許文献1には、図16に示すような、電磁カップリング100が開示されている。電磁カップリング100は、第1回転子101及び第2回転子102を備える。第1回転子101は円柱形状であり、その外周面には永久磁石が設けられている。第2回転子102は略円筒形状であって、その中空部に第1回転子101が挿入される。第2回転子102は、透磁性の低い構造物104に高透磁性材料からなる磁路106が設けられている。磁路106は、図17に示すように、第2回転子102の周方向に2個(1対)設けられ、その対は第2回転子102の回転軸方向に沿って3つ(3対)設けられている。
For example,
第1回転子101及び第2回転子102は、ハウジング107に収容されている。ハウジング107の、第2回転子102に面する箇所には、コイル108が巻かれたコア110が設けられている。コイルに電流を流すことで、コイル108の周辺には磁束が発生する。この磁束が第2回転子102の磁路106を通過することで、磁路106が磁化される。
The first rotor 101 and the second rotor 102 are accommodated in a
この状態で、第1回転子101が回転すると、第1回転子101に設けられた永久磁石と磁化された第2回転子102とが引き付け合い、第2回転子102も回転する。このようにして、第1回転子101の回転が第2回転子102に伝達される。 When the first rotor 101 rotates in this state, the permanent magnet provided in the first rotor 101 and the magnetized second rotor 102 attract each other, and the second rotor 102 also rotates. In this way, the rotation of the first rotor 101 is transmitted to the second rotor 102.
さらに、コイル108に交流電流を供給することで、コイル108の周辺には回転磁界が生じる。第2回転子102に回転磁界を加えることで、第1回転子101とは異なる回転数で第2回転子102を回転させることが可能となる。例えば、第1回転子101の回転方向に沿って第2回転子102に回転磁界を加えることで、第2回転子102の回転数は、第1回転子101の回転数より増加する。
Further, by supplying an alternating current to the
また、非特許文献1には、永久磁石を使用する代わりに、電磁石を使用するモータが開示されている。
Non-Patent
ところで、回転磁界が加えられる回転子について、磁路の占める割合が小さい場合、もう一方の回転子との磁気的な結合力が弱くなるおそれがある。そこで、本発明は、回転子間の磁気的な結合力を従来よりも強くすることの可能な電磁カップリングを提供することを目的とする。 By the way, when the proportion of the magnetic path of the rotor to which the rotating magnetic field is applied is small, the magnetic coupling force with the other rotor may be weakened. Therefore, an object of the present invention is to provide an electromagnetic coupling that can increase the magnetic coupling force between the rotors as compared with the conventional one.
本発明は、電磁カップリングに関する。当該電磁カップリングは、回転磁界を生じさせるコイルが巻き回されたステータを備える。さらに、前記ステータの外周側に、前記ステータに対して回転可能に設けられるともに、前記回転磁界の一方の磁極となる第1の極歯と、他方の磁極となる第2の極歯が、周方向に沿って交互に設けられた、第1のロータを備える。さらに、前記第1のロータの外周側に、前記第1のロータに対して回転可能に設けられるとともに、周方向に沿って永久磁石が複数配置された、第2のロータを備える。さらに、前記第1及び第2のロータの回転を検知する検知部と、前記コイルへの供給電流を変更して前記回転磁界を変更することで、前記第1のロータと前記第2のロータとの相対回転数を制御する、制御部と、を備える。さらに、前記第1のロータは、前記第1の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けた第1の極歯リングと、前記第2の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けるとともに、隣り合う前記第1の極歯の間隙に前記第2の極歯が配置されるように、前記第1の極歯リングと向かい合って配置された第2の極歯リングと、を備える。 The present invention relates to an electromagnetic coupling. The electromagnetic coupling includes a stator around which a coil that generates a rotating magnetic field is wound. Further, a first pole tooth that is provided on the outer peripheral side of the stator so as to be rotatable with respect to the stator and that serves as one magnetic pole of the rotating magnetic field, and a second pole tooth that serves as the other magnetic pole, First rotors are provided alternately along the direction. Furthermore, a second rotor is provided on the outer peripheral side of the first rotor so as to be rotatable with respect to the first rotor, and a plurality of permanent magnets are arranged along the circumferential direction. Furthermore, the detection unit that detects the rotation of the first and second rotors, and the rotation magnetic field is changed by changing the current supplied to the coil, so that the first rotor and the second rotor A control unit for controlling the relative rotational speed of the motor. Further, the first rotor includes a first pole tooth ring in which a plurality of the first pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals, and a plurality of the second pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals. And a second pole tooth ring disposed to face the first pole tooth ring so that the second pole tooth is disposed in a gap between the adjacent first pole teeth.
また、上記発明において、前記ステータ、前記第1のロータ、及び前記第2のロータが、前記第1のロータの回転軸方向に沿ってそれぞれ複数個設けられていることが好適である。 In the above invention, it is preferable that a plurality of the stator, the first rotor, and the second rotor are provided along a rotation axis direction of the first rotor.
また、上記発明において、前記ステータ、前記第1のロータ、及び前記第2のロータが、前記第1のロータの回転軸方向に沿ってそれぞれ2個設けられていることが好適である。 Moreover, in the said invention, it is suitable that the said stator, the said 1st rotor, and the said 2nd rotor are respectively provided along the rotating shaft direction of the said 1st rotor.
また、本発明に係る電磁カップリングは、円筒形状に形成され、回転磁界を生じさせるコイルが巻き回されたステータを備える。さらに、円筒形状に形成され、前記ステータの内周側に、前記ステータに対して回転可能に設けられるとともに、前記回転磁界の一方の磁極となる第1の極歯と、他方の磁極となる第2の極歯が、周方向に沿って交互に設けられた、第1のロータを備える。さらに、前記第1のロータの内周側に、前記第1のロータに対して回転可能に設けられるとともに、周方向に沿って永久磁石が複数配置された、第2のロータを備える。さらに、前記第1及び第2のロータの回転を検知する検知部と、前記コイルへの供給電流を変更して前記回転磁界を変更することで、前記第1のロータと前記第2のロータとの相対回転数を制御する、制御部と、を備える。さらに、前記第1のロータは、前記第1の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けた第1の極歯リングと、前記第2の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けるとともに、隣り合う前記第1の極歯の間隙に前記第2の極歯が配置されるように、前記第1の極歯リングと向かい合って配置された第2の極歯リングと、を備える。 The electromagnetic coupling according to the present invention includes a stator formed in a cylindrical shape and wound with a coil that generates a rotating magnetic field. Furthermore, it is formed in a cylindrical shape, and is provided on the inner peripheral side of the stator so as to be rotatable with respect to the stator. The first pole tooth that is one magnetic pole of the rotating magnetic field and the second magnetic pole that is the other magnetic pole Two pole teeth are provided with the first rotor provided alternately along the circumferential direction. Furthermore, a second rotor is provided on the inner peripheral side of the first rotor so as to be rotatable with respect to the first rotor, and a plurality of permanent magnets are arranged along the circumferential direction. Furthermore, the detection unit that detects the rotation of the first and second rotors, and the rotation magnetic field is changed by changing the current supplied to the coil, so that the first rotor and the second rotor A control unit for controlling the relative rotational speed of the motor. Further, the first rotor includes a first pole tooth ring in which a plurality of the first pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals, and a plurality of the second pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals. And a second pole tooth ring disposed to face the first pole tooth ring so that the second pole tooth is disposed in a gap between the adjacent first pole teeth.
本発明によれば、回転子間の磁気的な結合力を、従来よりも強くすることができる。 According to the present invention, the magnetic coupling force between the rotors can be made stronger than before.
図1に、本実施形態に係る電磁カップリング10の側面断面図を例示する。電磁カップリング10は、ステータ12、第1のロータ14、第2のロータ16、検知部18、及び制御部20を含んで構成される。
FIG. 1 illustrates a side cross-sectional view of an
ステータ12は、回転磁界を生じさせるコイル22が巻き回されている。ステータ12は、円柱または円筒形状であってよい。また、ステータ12の中心軸方向へのコイル22の飛び出しを防ぐために、ステータ12の両端にフランジを形成してもよい。ステータ12は、高透磁性材料から構成されてよく、例えば、鉄から構成されてよい。また、ステータ12は、図示しないケーシング等の固定手段に固定されていてよい。
A
第2のロータ16は、第1のロータ14の外周側に設けられており、第1のロータ14に対して回転可能となっている。例えば、第1のロータ14と第2のロータ16との間にエアギャップAG1を設けて、第1のロータ14と第2のロータ16とを非接触にしてもよいし、第1のロータ14と第2のロータ16との間に軸受等を設けてもよい。
The
図2に示すように、第2のロータ16は円筒形状であり、その内周面には、周方向に沿って永久磁石30が複数配置されている。永久磁石30は、周方向に沿って交互に磁極(N極とS極)が替わるように、それぞれ配置されていてよい。
As shown in FIG. 2, the
図1に戻り、第2のロータ16は、駆動源28に接続された、駆動源側回転軸26に接続されていてよい。駆動源28は、車両用の内燃機関や回転電機であってよい。駆動源28の回転が駆動源側回転軸26に伝達され、それによって、第2のロータ16が回転させられる。
Returning to FIG. 1, the
検知部18は、第1のロータ14及び第2のロータ16の回転を検知する。検知部18は、例えば、レゾルバ、ロータリーエンコーダ等の回転角センサであってよい。検知部18で検知された第1のロータ14及び第2のロータ16のそれぞれの回転角は、制御部20に送信される。
The
制御部20は、第1のロータ14と第2のロータ16との相対回転数を制御する。制御部20は、コイル22への供給電流を変更して、コイル22の回転磁界を変更することによって、第2のロータ16と第1のロータ14との相対回転数を制御する。この回転制御については後述する。また、制御部20は、検知部18が検知した第1のロータ14の回転角から、その回転方向を求めて、回転方向に適合した回転磁界を与えるように電流を制御する。制御部20は、例えば、CPU等の演算回路を備えたコンピュータであってよい。
The
第1のロータ14は、ステータ12の外周側に設けられており、ステータ12に対して回転可能となっている。例えば、ステータ12と第1のロータ14との間に、エアギャップAG2を設けて非接触にしてもよいし、ステータ12と第1のロータ14との間に軸受等を設けてもよい。
The
また、第1のロータ14は、負荷32に接続された、負荷側回転軸34と接続されていてよい。負荷32は、例えば、車両の車輪であってよい。第1のロータ14の回転が負荷側回転軸34に伝達され、それに伴って負荷32に回転が伝達される。
Further, the
第1のロータ14は、円筒形状であってよい。また、第1のロータ14は、第1の極歯36及び第2の極歯38を備えている。第1の極歯36と第2の極歯38は、周方向に沿って、交互に複数設けられている。第1の極歯36は、コイル22から生じる回転磁界の一方の磁極(N極とS極の一方)として機能し、第2の極歯38は、他方の磁極(N極とS極の他方)として機能する。
The
ここで、第1の極歯36が設けられた部材と、第2の極歯38が設けられた部材を組み合わせることで、第1のロータ14を構成するようにしてもよい。例えば図2に示すように、第1の極歯36を設けた第1の極歯リング40と、第2の極歯38を設けた第2の極歯リング42を組み合わせて第1のロータ14を構成するようにしてもよい。
Here, the
第1の極歯リング40は、リング状の部材に、第1の極歯36が、間隔を空けて周方向に複数形成されたものであってよい。同様にして、第2の極歯リング42は、リング状の部材に、第2の極歯38が、間隔を空けて周方向に複数形成されたものであってよい。また、第1の極歯リング40での、隣り合う第1の極歯36同士の間隔は、第2の極歯38の周方向の幅よりわずかに広い程度であってよい。同様にして、第2の極歯リング42での、隣り合う第2の極歯38同士の間隔は、第1の極歯36の周方向の幅よりわずかに広い程度であってよい。
The first
第1の極歯リング40と第2の極歯リング42を向かい合わせにして組み合わせることで、第1のロータ14を構成する。この際に、隣り合う第1の極歯36の間隙に第2の極歯38が配置されるようにすることが好適である。このとき、第1の極歯リング40と第2の極歯リング42との間に、磁路が形成されていないことが好適である。例えば、第1の極歯36と第2の極歯38との間にエアギャップを設けたり、第1の極歯36と第2の極歯38との間に樹脂やアルミ等の非透磁性材料を充填するようにしてもよい。非透磁性材料とは、例えば、透磁率が10.0以下の材料であってよい。また、第1の極歯リング40と第2の極歯リング42とを、非透磁性材料からなる締結部材によって接続してもよい。
The
コイル22から生じる磁界によって、第1の極歯36及び第2の極歯38が磁化される様子を、図3に示す。コイル22に電流が供給されることで、コイル22の周辺には破線で示す磁束が発生する。この磁束はステータ12及びエアギャップAG2を通過して第1の極歯36及び第2の極歯38に至る。ここで、図3に示されているように、第1の極歯36と第2の極歯38との間には磁路が形成されていないから、一方の極歯が一方の磁極として作用し、他方の極歯が他方の磁極として作用する。第1の極歯36と第2の極歯38とが交互に配列されていることによって、一方の磁極と他方の磁極が交互に配列されるようになる。
FIG. 3 shows how the
このように磁化された第1のロータ14と、永久磁石30を備えた第2のロータ16との相対回転数の制御について、図4を用いて説明する。図4は、電磁カップリング10の正面断面図を例示するものである。この図では、駆動源28からの回転力を受けて、第2のロータ16が、図面からみて時計回りに回転させられた場合が示されている。
Control of the relative rotational speed between the
回転力を入力する入力側のトルクをTin、回転数をNinで示し、出力側のトルクをTout、回転数をNoutで示す。図4の例では、第1のロータ14のトルクがToutがとなり、第2のロータ16のトルクがTinとなる。また、コイル22による出力(電力[W])をPmgで示す。入力側の出力(T×N[W])、出力側の出力、コイル22による出力について、下記数式1のような関係が得られる。
The torque on the input side for inputting the rotational force is indicated by T in , the rotational speed is indicated by N in , the torque on the output side is indicated by T out , and the rotational speed is indicated by N out . In the example of FIG. 4, the torque of the
[数1]
Tin×Nin+Pmg=Tout×Nout
[Equation 1]
T in × N in + P mg = T out × N out
ここで、第2のロータ16は、第1のロータ14に対して時計回りのトルクを加えようとする。このとき、作用反作用の関係から、第1のロータ14には逆時計回りのトルクが生じる。力の釣り合いから、両者のトルクは等しい。したがって、Tin=Toutである。数式1から、電力Pmgを変化させることで、入力側の回転数Ninと出力側の回転数Noutを異ならせる、言い換えれば、第1のロータ14と第2のロータ16との相対回転数を変化させることができる。
Here, the
例えば、入力側が第2のロータ16であった場合、制御部20は、第2のロータ16の回転数Ninを検知部18から受信する。さらに、作業者等の入力や、予め記憶された指令値等によって、第1のロータ14の回転数Noutを設定する。制御部20は、第2のロータ16の回転数Ninと第1のロータ14の回転数Noutとの差分を計算するとともに、この差分に対応する電力Pmgを数式1に基づいて求める。制御部20は、求められた電力Pmgをコイル22に供給する。
For example, when the input side is the
また、第1のロータ14と第2のロータ16との回転を同期させたい場合(Nin=Nout)には、コイル22に直流電流を供給させて、コイル22による仕事を0にすればよい。
Further, when the rotations of the
さらに、出力側の回転数NOUTが入力側の回転数Ninより低い場合、電力Pmgは負の値を取る。つまり、出力側の回転数NOUTを入力側の回転数Ninより低くすることで、回生電力を得ることができる。このことから、コイル22には、AC/DCコンバータ等の電力変換器や、バッテリ等の蓄電手段を接続するようにしてもよい。
Further, when the output side rotational speed N OUT is lower than the input side rotational speed N in , the power P mg takes a negative value. That is, regenerative power can be obtained by making the output side rotational speed N OUT lower than the input side rotational speed N in . Therefore, the
なお、上述の実施形態では、ステータ12の外周面にのみ対向するように、第1のロータ14を配置していたが、この形態に限られない。例えば、図5に示すように、第1のロータ14の、回転軸方向の長さを、ステータ12よりも長くするとともに、ステータ12の回転軸方向の端面を覆うような形状に、第1のロータ14を構成してもよい。こうすることで、第1のロータ14を通過する磁束を増加させることが可能となる。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、ステータ12を中心にして、そこから外周側に向かって、第1のロータ14と第2のロータ16を配置したが、この形態に限られない。例えば、図6に示すように、第2のロータ16を中心にして、そこから外周側に向かって、第1のロータ14、ステータ12を配置するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
図6に示された電磁カップリング10において、ステータ12は最も外周側に設けられる。ステータ12は円筒形状に構成されてよく、その内周面に、コイル22が巻き回されてよい。また、第1のロータ14は、ステータ12の内周側に設けられてよい。第1のロータ14も、ステータ12と同様に、円筒形状に構成されてよい。第2のロータ16は、第1のロータ14の内周側に設けられてよく、その形状は、円柱形状であってよい。また、永久磁石30は、第1のロータ14と対向するように、第2のロータ16の外周面に設けられていてよい。
In the
また、第1のロータ14に効果的に回転磁界を加える構成として、交流電力を複相にしてコイル22に供給するようにしてもよい。図7には、三相交流電力を供給可能な電磁カップリング10が例示されている。ステータ12A〜12C、第1のロータ14A〜14C、及び第2のロータ16A〜16Cは、回転軸方向に沿ってそれぞれ3個設けられている。なお、第1のロータ14A〜14Cは、図示しない非透磁性材料の接続部材によって、それぞれが接続されていてよい。また、第2のロータ16A〜16Cは、透磁性または非透磁性の接続部材によって、それぞれが接続されていてよい。
Further, as a configuration in which a rotating magnetic field is effectively applied to the
第1のロータ14A〜14Cの第1の極歯36及び第2の極歯38の配置は、各ステータ12A〜12Cに供給される三相交流電力に応じたものであってよい。図8は、円筒状の第1のロータ14A〜14Cを平面上に開いたときの様子が例示されている。ここでは、第1のロータ14における極対数を3としている。第1のロータ14A〜14Cの第1の極歯36及び第2の極歯38の配置は、それぞれ、電気角にして120°ごとの間隔で周方向にずれる様に配置されている。
The arrangement of the
このように第1の極歯36及び第2の極歯38を配置した場合の、ステータ12A〜12Cに供給される電流、電圧の様子を図9、10に例示する。図9には、出力側の回転数Noutが入力側の回転数Ninより大きい場合(Nin<Nout)、つまり力行時の電流、電圧の様子が例示されている。また、グラフに示された、U、V、Wの記号は、ステータ12A〜12Cのそれぞれに加えられる電圧または電流を示すものである。図9上段には、無負荷時の逆起電圧が発生している状態が示されている。この状態において、図9下段に示すように、電圧と同位相の電流を供給する。こうすることで、入力軸の回転方向と同一方向の回転磁界が第1のロータ14に加えられ、その分、出力側の回転数Noutは入力側の回転数Ninよりも増加する。
FIGS. 9 and 10 illustrate states of currents and voltages supplied to the stators 12A to 12C when the
図10には、出力側の回転数Noutが入力側の回転数Ninより小さい場合(Nin>Nout)、つまり回生時の電流、電圧の様子が例示されている。図10上段のような逆起電力が発生している場合に、この電力波形とは逆位相の電流を供給する。電圧と電流が逆位相であることから、電圧と電流の積である電力は0または負の値となる。供給電力が負となる、つまり、回生電力を得ることができる。 FIG. 10 illustrates the state of current and voltage when the output side rotational speed N out is smaller than the input side rotational speed N in (N in > N out ), that is, regeneration. When back electromotive force is generated as shown in the upper part of FIG. 10, a current having a phase opposite to that of the power waveform is supplied. Since the voltage and current are in opposite phases, the power that is the product of the voltage and current is 0 or a negative value. The supplied power becomes negative, that is, regenerative power can be obtained.
なお、図11に示すように、ステータ12を三相構造とした場合、中央のステータ12Bの磁界が、両隣のステータ12A、12Cの磁界に弱められる(干渉される)。その結果、両隣のステータ12A、12Cの磁界と比較して、中央のステータ12Bの磁界が弱くなるおそれがある。例えば、磁界の強さの最大値が、ステータ12A、12Cとステータ12Bとで不均一になるおそれがある。
As shown in FIG. 11, when the
そこで、図12に示すように、ステータ12を二相構造としてもよい。ステータ12A、12B、第1のロータ14A、14B、及び第2のロータ16A、16Bは、回転軸方向に沿ってそれぞれ2個設けられている。なお、三相構造と同様に、第1のロータ14A、14Bは、図示しない非透磁性材料の接続部材によって、それぞれが接続されてよい。また、第2のロータ16A、16Bは、透磁性または非透磁性の接続部材によって、それぞれが接続されてよい。
Therefore, as shown in FIG. 12, the
ステータ12Aから生じた磁界は、ステータ12Bの磁界によって弱められるが、ステータ12Bの磁界もまた、ステータ12Aの磁界によって弱められる。その結果、両ステータで磁界の強さの最大値がほぼ等しくなる。 The magnetic field generated from the stator 12A is weakened by the magnetic field of the stator 12B, but the magnetic field of the stator 12B is also weakened by the magnetic field of the stator 12A. As a result, the maximum value of the magnetic field strength is approximately equal between both stators.
図13には、円筒状の第1のロータ14A、14Bを平面上に開いたときの様子が例示されている。ここでは、三相構造との比較を容易にするために、第1のロータ14における極対数を3としている。第1のロータ14A、14Bの第1の極歯36及び第2の極歯38の配置は、それぞれ、電気角にして90°ごとの間隔で周方向にずれる様に配置されている。
FIG. 13 illustrates a state in which the cylindrical first rotors 14A and 14B are opened on a plane. Here, in order to facilitate the comparison with the three-phase structure, the number of pole pairs in the
このように第1の極歯36及び第2の極歯38を配置した場合の、ステータ12A、12Bに供給される電流、電圧の様子を図14、15に例示する。図14には、出力側の回転数Noutが入力側の回転数Ninより大きい場合(Nin<Nout)、つまり力行時の電流、電圧の様子が例示されている。また、グラフに示された、A、Bの記号は、ステータ12A、12Bのそれぞれに加えられる電圧または電流を示すものである。図14上段には、無負荷時の逆起電圧が発生している状態が示されている。この状態において、図14下段に示すように、電圧と同位相の電流を供給する。こうすることで、入力軸の回転方向と同一方向の回転磁界が第1のロータ14に加えられ、その分、出力側の回転数Noutは入力側の回転数Ninよりも増加する。
FIGS. 14 and 15 illustrate the states of current and voltage supplied to the stators 12A and 12B when the
図15には、出力側の回転数Noutが入力側の回転数Ninより小さい場合(Nin>Nout)、つまり回生時の電流、電圧の様子が例示されている。図15上段のような逆起電力が発生している場合に、この電力波形とは逆位相の電流を供給する。電圧と電流が逆位相であることから、電圧と電流の積である電力は0または負の値となり、これにより、回生電力を得ることができる。 FIG. 15 illustrates the state of the current and voltage when the output side rotational speed N out is smaller than the input side rotational speed N in (N in > N out ), that is, regeneration. When back electromotive force is generated as shown in the upper part of FIG. 15, a current having a phase opposite to that of the power waveform is supplied. Since the voltage and current are in opposite phases, the power, which is the product of the voltage and current, is 0 or a negative value, and thus regenerative power can be obtained.
10 電磁カップリング、12 ステータ、14 第1のロータ、16 第2のロータ、18 検知部、20 制御部、22 コイル、26 駆動源側回転軸、28 駆動源、30 永久磁石、32 負荷、34 負荷側回転軸、36 第1の極歯、38 第2の極歯、40 第1の極歯リング、42 第2の極歯リング、100 電磁カップリング、101 第1の回転子、102 第2の回転子、104 構造物、106 磁路、107 ハウジング、108 コイル、110 コア。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ステータの外周側に、前記ステータに対して回転可能に設けられるともに、前記回転磁界の一方の磁極となる第1の極歯と、他方の磁極となる第2の極歯が、周方向に沿って交互に設けられた、第1のロータと、
前記第1のロータの外周側に、前記第1のロータに対して回転可能に設けられるとともに、周方向に沿って永久磁石が複数配置された、第2のロータと、
前記第1及び第2のロータの回転を検知する検知部と、
前記コイルへの供給電流を変更して前記回転磁界を変更することで、前記第1のロータと前記第2のロータとの相対回転数を制御する、制御部と、
を備え、
前記第1のロータは、
回転軸方向の長さを前記ステータより長くするとともに、当該ステータの回転軸方向端面を覆うように形成され、さらに、
前記第1の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けた第1の極歯リングと、
前記第2の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けるとともに、隣り合う前記第1の極歯の間隙に前記第2の極歯が配置されるように、前記第1の極歯リングと向かい合って配置された第2の極歯リングと、
を備えることを特徴とする、電磁カップリング。 A stator around which a coil for generating a rotating magnetic field is wound;
A first pole tooth serving as one magnetic pole of the rotating magnetic field and a second pole tooth serving as the other magnetic pole are provided on the outer circumferential side of the stator in a circumferential direction. First rotors arranged alternately along,
A second rotor provided on the outer peripheral side of the first rotor so as to be rotatable with respect to the first rotor, and a plurality of permanent magnets arranged along the circumferential direction;
A detector for detecting rotation of the first and second rotors;
A control unit that controls a relative rotational speed between the first rotor and the second rotor by changing the rotating magnetic field by changing a supply current to the coil;
With
The first rotor is
The length in the rotation axis direction is longer than that of the stator, and the rotation axis direction end surface of the stator is formed to be covered.
A first pole tooth ring provided with a plurality of the first pole teeth in the circumferential direction at intervals;
A plurality of the second pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals, and the second pole teeth are arranged so that the second pole teeth are disposed in a gap between the adjacent first pole teeth. A second pole tooth ring arranged oppositely;
An electromagnetic coupling comprising:
前記ステータ、前記第1のロータ、及び前記第2のロータが、前記第1のロータの回転軸方向に沿ってそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする、電磁カップリング。 The electromagnetic coupling according to claim 1,
An electromagnetic coupling, wherein a plurality of the stator, the first rotor, and the second rotor are provided along a rotation axis direction of the first rotor.
前記ステータ、前記第1のロータ、及び前記第2のロータが、前記第1のロータの回転軸方向に沿ってそれぞれ2個設けられていることを特徴とする、電磁カップリング。 The electromagnetic coupling according to claim 2,
An electromagnetic coupling, wherein two each of the stator, the first rotor, and the second rotor are provided along a rotation axis direction of the first rotor.
円筒形状に形成され、前記ステータの内周側に、前記ステータに対して回転可能に設けられるとともに、前記回転磁界の一方の磁極となる第1の極歯と、他方の磁極となる第2の極歯が、周方向に沿って交互に設けられた、第1のロータと、
前記第1のロータの内周側に、前記第1のロータに対して回転可能に設けられるとともに、周方向に沿って永久磁石が複数配置された、第2のロータと、
前記第1及び第2のロータの回転を検知する検知部と、
前記コイルへの供給電流を変更して前記回転磁界を変更することで、前記第1のロータと前記第2のロータとの相対回転数を制御する、制御部と、
を備え、
前記第1のロータは、
回転軸方向の長さを前記ステータより長くするとともに、当該ステータの回転軸方向端面を覆うように形成され、さらに、前記第1の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けた第1の極歯リングと、前記第2の極歯を間隔を空けて周方向に複数設けるとともに、隣り合う前記第1の極歯の間隙に前記第2の極歯が配置されるように、前記第1の極歯リングと向かい合って配置された第2の極歯リングと、を備えることを特徴とする、電磁カップリング。 A stator formed in a cylindrical shape and wound with a coil that generates a rotating magnetic field;
It is formed in a cylindrical shape, is provided on the inner peripheral side of the stator so as to be rotatable with respect to the stator, and has a first pole tooth serving as one magnetic pole of the rotating magnetic field and a second pole serving as the other magnetic pole. A first rotor in which pole teeth are alternately provided along the circumferential direction;
A second rotor provided on the inner peripheral side of the first rotor so as to be rotatable with respect to the first rotor, and a plurality of permanent magnets arranged along the circumferential direction;
A detector for detecting rotation of the first and second rotors;
A control unit that controls a relative rotational speed between the first rotor and the second rotor by changing the rotating magnetic field by changing a supply current to the coil;
With
The first rotor is
A length of the rotation axis direction is made longer than that of the stator, and the rotation axis direction end surface of the stator is formed to be covered. Further, a plurality of the first pole teeth are provided in the circumferential direction at intervals. A plurality of pole teeth rings and a plurality of second pole teeth are provided in the circumferential direction with a space therebetween, and the first pole teeth are arranged in a gap between the adjacent first pole teeth. An electromagnetic coupling comprising: a second pole tooth ring disposed opposite to the pole tooth ring.
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